丁 义, 殷 瑶, 李伟新, 唐静文, 张乐华, 黄光团

(华东理工大学资源与环境工程学院,国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室,上海 200237)



Mn3O4修饰石墨阳极MFC的产电性能与阳极电容特性

丁 义, 殷 瑶, 李伟新, 唐静文, 张乐华, 黄光团

(华东理工大学资源与环境工程学院,国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室,上海 200237)

制备了Mn3O4修饰石墨阳极。在微生物燃料电池(MFC)中研究了Mn3O4对MFC产电性能及阳极电容特性的影响。Mn3O4修饰阳极的MFC最大功率密度为255 mW/m2,比对照组提高了25%。Mn3O4修饰阳极的MFC比电容为14.7 mF/cm2,比对照组提高了88%。在电化学阻抗(EIS)测试中,创建了R(Q(R(QR)))(QR)模型,对MFC内阻与电容的组成和大小进行了分析。测试表明,Mn3O4修饰电极降低了生物膜和电极界面的电荷转移内阻,增大了生物膜和电极界面的赝电容,从而提高了MFC的产电能力和间歇式放电MFC的能量利用率。

微生物燃料电池; Mn3O4; 产电性能; 电容

微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)是一种将有机底物通过产电微生物直接转化为电能的设备[1]。由于受到生物催化反应的限制,MFC输出功率通常较低,很难直接驱动电子设备[2],因此MFC研究的一大挑战就是提高MFC的产电能力。

将MFC产生的电能储存在电化学电容器中,并以脉冲电流的方式输出到外电路是提高MFC能量利用率的有效途径[3]。已有研究发现金属氧化物具有良好的赝电容特性,能用于提高阳极的比电容,增强MFC的储电能力,如Lü等[4]用RuO2修饰阳极,提高了阳极的储电能力,并且在连续的充放电……